CN102788861B

CN102788861B - 一种水体中11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法

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Publication number: CN102788861B
Application number: CN201210305023.4A
Authority: CN
Inventors: 胡红美; 郭远明; 孙秀梅; 钟志; 金衍健; 丁跃平; 鲍静姣; 尤炬炬
Original assignee: Zhejiang Marine Fisheries Research Institute
Current assignee: Zhejiang Marine Fisheries Research Institute
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: CN102788861A

Abstract

本发明提供了一种水体中1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3,-三氯苯、1,2,3,5-四氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,3,4-四氯苯、五氯苯、六氯苯11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法，属于水污染检测技术领域。本发明在20mL顶空瓶中加入含有20%氯化钠的水样，立即用含PTFE的铝盖密封，以500rpm的振动速度于70℃平衡30min后，取800μL顶空瓶顶部空间的气体进入气相色谱仪检测。11种氯苯类化合物检出限为0.0002~0.04μg/L，回收率为83~116%。本发明环境友好，无需使用有机溶剂，操作简单，线性范围宽，重现性好，回收率高，能快速测定水体中氯苯率化合物浓度。

Description

一种水体中11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法

技术领域

本发明涉及一种水体中1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,3,5-四氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,3,4-四氯苯、五氯苯、六氯苯11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法，属于水污染检测技术领域。

背景技术

近几十年来，氯苯类化合物被广泛应用于化学合成农药、医药、染料、塑料及其他化工产品，由于不受控制的废水释放和工业大气排放使其广泛分布在水环境中。氯苯类化合物属于亲脂化合物，化学性质稳定，不易降解，长期吸入可能会引发肝癌，它们已经被美国环境保护署（EPA）列为优先控制污染物。因此，寻找一种简单、快速、灵敏度高的水体中氯苯类化合物检测技术显得尤为重要。

目前，水体中的痕量氯苯类化合物检测主要通过气相色谱电子捕获法或气相色谱质谱法。常用的前处理技术主要有液液萃取法、固相萃取法、液相微萃取法、顶空固相微萃取法、顶空液相微萃取法、分散液液微萃取法以及微波萃取法等。但是在上述前处理技术中，通常需要使用微升级或毫升级的有机溶剂作为萃取剂，并且操作比较复杂。寻找一种更简单，环保的水体中氯苯类化合物的前处理方法成为研究热点。

自从1958年首次报道了静态顶空进样装置和气相色谱仪的联用技术，静态顶空进样已成为最成熟的顶空进样技术，并作为环境样品、调味品、制药行业、临床分析和生物分析中挥发性有机物的首选分析技术，随着其它顶空技术（动态顶空、顶空固相或液相微萃取）的发展，静态顶空技术因其简单，高效、无需有机溶剂、环境友好和易于实现等特点，仍然是最容易实现自动化的顶空进样技术。但是受灵敏度限制，静态顶空技术通常用于分析高ppb级浓度样品或通过增加进样量来提高灵敏度。静态顶空技术与适合的检测器结合可以克服灵敏度低的缺点。众所周知，电子捕获检测器对有机氯具有高选择性和灵敏性，是过去半个世纪分析含氯有机物的重要手段。氯苯类化合物含有1~6个氯取代基，除了氯苯对电子捕获检测器不太灵敏，其它11种氯苯类化合物都较为灵敏。但查阅目前国内外文献，除车轩报道的顶空气相色谱氢火焰离子化检测法测定水体中氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯以及韩长绵等报道的顶空气相色谱电子捕获检测法测定氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯等少数几篇文献，尚未有将静态顶空技术和气相色谱电子捕获检测法联用用于检测11种氯苯类化合物的报道。

发明内容

针对上述研究现状的不足，本发明根据水体中氯苯类物质分析现状，提供一种水体中氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法，该方法依次包括取样，静态顶空进样程序设置及运行，气相色谱-电子捕获检测器检测，标准曲线绘制，样品及回收率测定。

本发明按照以下方法操作：

（1）取样：量取适量水样于顶空瓶中，加入氯化钠调节水样盐度，立即用顶空瓶盖密封，涡旋溶解氯化钠，将样品置于顶空进样器上。具体方法为：量取10.00 mL水样于20 mL规格的顶空瓶中，使顶空瓶内气液体积比为1:1，加入2.00 g氯化钠，立即用顶空瓶瓶口密封器将顶空瓶瓶口用带内涂聚四氟乙烯膜的硅胶垫的铝盖密封；用涡旋振荡器涡旋，溶解氯化钠，使加入氯化钠浓度为20%（v/w），将样品置于32位顶空进样器上；气液体积比和加入氯化钠浓度均影响各组分峰面积，在上述取样步骤中，取样体积为10.00 mL，顶空瓶为20 mL，因此，顶空瓶内气液体积比为1:1；氯化钠加入量为2.00 g，即最终10.00 mL水样中含氯化钠20%（w/v），不同氯化钠浓度对峰面积影响见附图1，不同气液体积比对峰面积影响见附图,2。综合考虑11种氯苯类化合物的信号相应，由附图1可知，最佳氯化钠浓度为20%（w/v），由附图2可知，最佳气液体积比为1:1。

（2）静态顶空进样程序设置及运行：按照设定好的静态顶空平衡温度、平衡时间、振摇速度等参数，运行静态顶空进样器。具体方法为：静态顶空进样条件为平衡温度70℃，平衡时间30 min，振摇速度500rpm，按照设定程序通过机械手臂自动运行进样器；在上述静态顶空进样程序设置及运行步骤中，平衡温度过高或者过低都会影响待测组分的峰面积，不同平衡温度对峰面积的影响见附图3，由附图3可知，70℃为最佳平衡温度。气液两相达到平衡需要一定的平衡时间，不同平衡时间对峰面积的影响见附图4，由附图4可知，随着平衡时间的延长，各组分峰面积有所增大，当平衡时间大于30 min后，峰面积趋于稳定，变化不大，结合一次气相色谱分析时间为28 min，为实现连续自动进样和测定分析，选定平衡时间为30 min。

（3）气相色谱-电子捕获检测器检测：进样针抽取顶空瓶顶部空间气体，按照设定好的气相色谱-电子捕获检测器条件进行检测。具体方法为：进样针抽取顶空瓶顶部空间气体800 μL，按照设定好的气相色谱-电子捕获检测器条件进行检测；色谱条件为：进样口温度220℃；电子捕获检测器温度300℃；载气为高纯氮气，流速为1 mL/min；进样体积为800 μL；DB-35毛细管气相色谱柱升温程序为：40℃保持4min，10℃/min升温至160℃，保持1 min，10℃/min升温至220℃，保持5 min。DB-35毛细管气相色谱柱(30 m × 0.25 mm× 0.25 μm)，固定相组成为35%二苯基，65%二甲基聚硅氧烷，能实现11种氯苯类化合物的有效分离。

（4）标准曲线绘制：当待测水样不存在基体效应时，以保留时间定性，外标法定量测定，当待测水样存在基体效应时，以保留时间定性，标准加入法定量测定。外标法具体方法为：分别取适量的氯苯类化合物标准储备液，用二次蒸馏水定容至10.00 mL，得到6次加标浓度范围为二氯苯0.16~8.0 μg/L，三氯苯0.0176~0.88 μg/L，四氯苯0.004~0.2 μg/L，五氯苯、六氯苯均为0.001~0.05 μg/L的标准工作液，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，根据加入的氯苯类化合物浓度和峰面积的对应关系建立标准曲线。标准加入法具体方法为：分别取适量的氯苯类化合物标准储备液，用待测水样定容至10.00 mL，得到6次加标浓度范围为二氯苯0.16~8.0 μg/L，三氯苯0.0176~0.88 μg/L，四氯苯0.004~0.2 μg/L，五氯苯、六氯苯均为0.001~0.05 μg/L的标准工作液，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，根据加入的氯苯类化合物浓度和峰面积的对应关系建立标准曲线。表1为采用外标法定量测定时，本方法的线性范围，相关系数和检出限。由表1可知，各氯苯类化合物在相应的线性范围内，具有良好的线性关系，满足分析方法要求。

（5）样品及回收率测定：采集待测水样，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，并与上述（4）步骤得到的标准曲线比较，通过换算最终得到待测水样中11种氯苯类化合物的含量。采用相同的水样，按一定的添加量加入标准溶液（氯苯类化合物加标量见表2），按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，并与上述（4）步骤得到的标准曲线比较，通过换算最终得到加标水样中11种氯苯类化合物的含量，按照下式进行回收率计算：

R = \frac{C_{s} - C_{0}}{C} \times 100 %

R代表回收率，%；

C_s代表加标水样中11种氯苯类化合物的含量，μg/L；

C₀代表未加标的水样中11种氯苯类化合物的含量，μg/L；

C代表氯苯率化合物的加标量。

哇哈哈纯净水、实验室自来水、舟山海域海水中11种氯苯类化合物含量均为未检出。不同水体（娃哈哈纯净水、实验室自来水、舟山海域海水）中不同加标量的加标回收实验结果见表2。舟山海域海水和加标舟山海域海水中氯苯类化合物的气相色谱图分别见附图5（a）和（b）。

本发明的有益效果：本发明采用静态顶空气相色谱电子捕获检测法测定水体中的氯苯类化合物，该方法操作简单，无需样品预处理，无需使用有机溶剂，自动化程度高，结果准确，11种氯苯类化合物检出限为0.0002~0.04 μg/L，回收率为83~116%，具有较高的灵敏度和回收率，能用于水体中氯苯类化合物的含量测定。

表1本方法的线性范围，相关系数和检出限

表2不同基质水体的回收率和精密度实验结果。

a. 外标法

b. 标准加入法

本发明所使用的仪器设备主要有美国Varian公司生产的CP3380气相色谱仪（配置电子捕获检测器）和瑞士CTC Analysis AG公司生产的Combi PAL气相色谱顶空自动进样器。

附图说明

附图1：不同氯化钠浓度对峰面积的影响，

附图2：不同气液体积比对峰面积的影响，

附图3：不同平衡温度对峰面积的影响，

附图4：不同平衡时间对峰面积的影响，

附图5：舟山海域海水和加标舟山海域海水中氯苯类化合物的气相色谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：娃哈哈纯净水中11种氯苯类化合物的测定

（1）取样：量取10.00 mL娃哈哈纯净水或含一定量的氯苯类化合物的10.00 mL加标娃哈哈纯净水（氯苯类化合物含量见表2）于20 mL规格的顶空瓶中，使顶空瓶内气液体积比为1:1，加入2.00 g氯化钠，立即用顶空瓶瓶口密封器将顶空瓶瓶口用带内涂聚四氟乙烯膜的硅胶垫的铝盖密封；用涡旋振荡器涡旋，溶解氯化钠，使加入氯化钠浓度为20%（v/w），将样品置于32位顶空进样器上。

（2）静态顶空进样程序设置及运行：静态顶空进样条件为平衡温度70℃，平衡时间30 min，振摇速度500 rpm。按照设定程序通过机械手臂自动运行进样器。

（3）气相色谱-电子捕获检测器检测：进样针抽取顶空瓶顶部空间气体800 μL，按照设定好的气相色谱-电子捕获检测器条件进行检测，以保留时间定性，外标法定量。色谱条件为：进样口温度220℃；电子捕获检测器温度300℃；载气为高纯氮气，流速为1 mL/min；进样体积为800 μL；DB-35毛细管气相色谱柱升温程序为：40℃保持4 min，10℃/min升温至160℃，保持1 min，10℃/min升温至220℃，保持5 min。

（4）外标法绘制标准曲线：分别取适量的氯苯类化合物标准储备液，用二次蒸馏水定容至10.00 mL，得到6次加标浓度范围为二氯苯0.16~8.0 μg/L，三氯苯0.0176~0.88 μg/L，四氯苯0.004~0.2 μg/L，五氯苯、六氯苯均为0.001~0.05 μg/L的标准工作液，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，根据加入的氯苯类化合物浓度和峰面积的对应关系建立标准曲线。

（5）样品及回收率测定：采用（4）所述的外标法，测得娃哈哈纯净水中11种氯苯类物质含量均为未检出；见表2，加标娃哈哈纯净水回收率为83%~116%，满足分析方法对回收率的要求。

实施例2：实验室自来水中11种氯苯类化合物的测定

（1）取样：量取10.00 mL实验室自来水或含一定量的氯苯类化合物的10.00 mL加标实验室自来水（氯苯类化合物含量见表2）于20 mL规格的顶空瓶中，使顶空瓶内气液体积比为1:1，加入2.00 g氯化钠，立即用顶空瓶瓶口密封器将顶空瓶瓶口用带内涂聚四氟乙烯膜的硅胶垫的铝盖密封；用涡旋振荡器涡旋，溶解氯化钠，使加入氯化钠浓度为20%（v/w），将样品置于32位顶空进样器上。

（5）样品及回收率测定：采用（4）所述的外标法，测得实验室自来水中11种氯苯类物质含量均为未检出；见表2，加标实验室自来水回收率为89%~108%，满足分析方法对回收率的要求。

实施例3：舟山海域海水中11种氯苯类化合物的测定

（1）取样：量取10.00 mL舟山海域海水或含一定量的氯苯类化合物的10.00 mL加标舟山海域海水（氯苯类化合物含量见表2）于20 mL规格的顶空瓶中，使顶空瓶内气液体积比为1:1，加入2.00 g氯化钠，立即用顶空瓶瓶口密封器将顶空瓶瓶口用带内涂聚四氟乙烯膜的硅胶垫的铝盖密封；用涡旋振荡器涡旋，溶解氯化钠，使加入氯化钠浓度为20%（v/w），将样品置于32位顶空进样器上。

（5）样品及回收率测定：采用（4）所述的外标法，测得舟山海域海水中11种氯苯类物质含量均为未检出；见表2，加标舟山海域海水回收率为115%~136%，回收率偏高，这可能是因为海水中具有一定的盐度（3.5%），因此必须考虑基体效应，可考虑通过标准加入法消除这种基体效应；舟山海域海水以及加标舟山海域海水的气相色谱图分别见附图5（a）和（b）。

（6）标准加入法绘制标准曲线：分别取适量的氯苯类化合物标准储备液，用舟山海域海水定容至10.00 mL，得到6次加标浓度范围为二氯苯0.16~8.0 μg/L，三氯苯0.0176~0.88 μg/L，四氯苯0.004~0.2μg/L，五氯苯、六氯苯均为0.001~0.05 μg/L的标准工作液，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，根据加入的氯苯类化合物浓度和峰面积的对应关系建立标准曲线。

（7）样品及回收率测定：采用（6）所述的标准加入法，测得舟山海域海水中11种氯苯类物质含量均为未检出；见表2，加标舟山海域海水回收率为93%~112%，满足分析方法对回收率的要求。

Claims

1.一种水体中11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法，其特征在于：11种氯苯类化合物包括1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,3,5-四氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,3,4-四氯苯、五氯苯、六氯苯，本检测方法依次包括（1）取样，（2）静态顶空进样程序设置及运行，（3）气相色谱-电子捕获检测器检测，（4）标准曲线绘制，（5）样品测定，其中：

（1）所述的取样，按以下步骤操作：量取10.00mL水样于20mL规格的顶空瓶中，使顶空瓶内气液体积比为1:1，加入2.00g氯化钠，立即用顶空瓶瓶口密封器将顶空瓶瓶口用带内涂聚四氟乙烯膜的硅胶垫的铝盖密封；用涡旋振荡器涡旋，溶解氯化钠，使加入氯化钠浓度为20%（w/v），将样品置于32位顶空进样器上；

（2）所述的静态顶空进样程序设置及运行，按以下步骤操作：静态顶空进样条件为平衡温度70℃，平衡时间30min，振摇速度500rpm，按照设定程序通过机械手臂自动运行进样器；

（3）所述的气相色谱-电子捕获检测器检测，按以下步骤操作：进样针抽取顶空瓶顶部空间气体800μL，按照设定好的气相色谱-电子捕获检测器条件进行检测；色谱条件为：进样口温度220℃；电子捕获检测器温度300℃；载气为高纯氮气，流速为1mL/min；进样体积为800μL；DB-35毛细管气相色谱柱升温程序为：40℃保持4min，10℃/min升温至160℃，保持1min，10℃/min升温至220℃，保持5min；DB-35毛细管气相色谱柱，固定相组成为35%二苯基，65%二甲基聚硅氧烷，能实现11种氯苯类化合物的有效分离；

（4）所述的标准曲线绘制，按以下步骤操作：当待测水样不存在基体效应时，以保留时间定性，外标法定量测定，当检测体系存在基体效应时，以保留时间定性，标准加入法定量测定；

（5）所述的样品测定，按以下步骤操作：将待测水样，按照上述（1）、（2）、（3）步骤的要求进行操作，并与上述（4）步骤得到的标准曲线比较，通过换算最终得到待测水样中11种氯苯类化合物的含量。